二维材料电学性能调控系统及其调控方法技术方案

本申请提供一种二维材料电学性能调控系统及其调控方法。所述二维材料电学性能调控系统包括支撑平台、控制装置和光源装置。所述支撑平台用于放置表面覆盖有二维材料层的基底，所述基底表面还覆盖有与所述二维材料层层叠设置的绝缘层和光学调制层。所述绝缘层设于所述二维材料层和所述光学调制层之间。所述光源装置与所述控制装置电连接，所述控制装置用于控制所述光源装置发光，以照射所述光学调制层，从而实现对所述二维材料层载流子的调控。

Two dimensional control system of electrical properties of materials and its control method

【技术实现步骤摘要】
二维材料电学性能调控系统及其调控方法
本申请属于半导体材料与器件
，尤其涉及一种二维材料电学性能调控系统及其调控方法。
技术介绍
二维材料作为新型纳米薄膜材料，具有重要的科学意义和使用价值。二维材料的厚度在100纳米以下，常规的电学性能调控如电学门电压调控法存在问题。在进行电学性能调控过程中，门电压做在二维材料上表面时需要制备绝缘层，绝缘层的制备方法通常是电子束蒸镀或者等离子体辅助沉积，这两种方法都会损坏二维材料的性能。如果将门电压做在二维材料背面则会出现工艺复杂等问题，而且使用电学门电压调控法增加了一路测试线路，增加至少一套测试设备和软件，测试过程复杂。
技术实现思路
基于以上，有必要针对电学性能调控过程中二维材料的性能损坏以及工艺复杂的问题，提供一种二维材料电学性能调控系统及其调控方法。本申请提供一种二维材料电学性能调控系统，包括支撑平台、控制装置和光源装置。所述支撑平台用于放置表面覆盖有二维材料层的基底，所述基底表面还覆盖有与所述二维材料层层叠设置的绝缘层和光学调制层。所述绝缘层设于所述二维材料层和所述光学调制层之间。所述光源装置与所述控制装置电连接。所述控制装置用于控制所述光源装置发光，以照射所述光学调制层，从而实现对所述二维材料层载流子的调控。在其中一个实施例中，所述光源装置包括三维移动光学支架和发光器件。所述发光器件固定于所述三维移动光学支架。在其中一个实施例中，所述发光器件发出的光的中心波长低于250nm。在其中一个实施例中，所述发光器件为发光二极管。在其中一个实施例中，所述二维材料电学性能调控系统还包括电源装置。所述电源装置与所述控制装置和所述光源装置电连接。在其中一个实施例中，所述二维材料电学性能调控系统的调控方法包括：S100，提供一基底，所述基底表面覆盖有所述二维材料层；S200，在所述二维材料层远离所述基底的表面依次形成绝缘层和光学调制层；S300，利用激光对所述光学调制层进行光照，以对所述二维材料层进行载流子调控。在其中一个实施例中，所述S200包括：S210，在所述二维材料层远离所述基底的表面旋涂绝缘层；S220，在所述绝缘层远离所述二维材料层的表面旋涂光学调制层；S230，将旋涂了所述绝缘层和所述光学调制层的所述二维材料层在160℃-180℃进行烘烤。在其中一个实施例中，在所述S200中，所述绝缘层的厚度为200nm-400nm。在其中一个实施例中，所述光学调制层的厚度为260nm-360nm。在其中一个实施例中，所述绝缘层为PMMAEL(6-10)胶。在其中一个实施例中，所述光学调制层为深紫外曝光胶。在本实施例中，所述二维材料层放置于所述支撑平台。通过所述支撑平台将所述二维材料层设置于所述光源装置的中心位置处。通过所述控制装置控制激光照射强度及时间，从而能够控制激光对所述二维材料层的辐射量，进而直接对所述二维材料层的载流子进行调控。这样能够避免在所述二维材料层表面蒸镀或者沉积绝缘层而对二维材料层性能的损坏，而且本申请不需要增加测试线路和设备，测试简单、装置成本相对较低。附图说明图1为本申请实施例提供的二维材料电学性能调控系统示意图；图2为本申请实施例提供的二维材料电学性能调控系统调制下的石墨烯载流子的浓度变化曲线图；图3为本申请实施例提供的综合物性测量系统示意图。附图标记说明10：支撑平台110：二维材料层111：绝缘层112：光学调制层20：控制装置30：光源装置31：三维移动光学支架32：发光器件40：电源装置50：综合物性测量系统100：二维材料电学性能调控系统具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的技术方案进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。请参见附图1，本申请实施例提供一种二维材料电学性能调控系统100，包括支撑平台10、控制装置20和光源装置30。所述光源装置30与所述控制装置20电连接。所述控制装置20用于控制所述光源装置30发光。所述电学性能调控系统100可以调控二维材料层110的电学性能。二维材料，是指电子仅可在两个维度的非纳米尺度(1-100nm)上自由运动(平面运动)的材料，比如石墨烯、二硫化钼和硅烯等。所述电学性能调控系统100在工作时，所述支撑平台10用于放置表面覆盖有所述二维材料层110的基底。所述基底表面还覆盖有与所述二维材料层110层叠设置的所述绝缘层111和所述光学调制层112。所述绝缘层111设于所述二维材料层110和所述光学调制层112之间。所述控制装置20通过控制所述光源装置30的发光，可以对所述光学调制层112进行照射。所述光源装置30发光可以照射所述光学调制层112，从而实现对所述二维材料层110载流子的调控。所述支撑平台10用于给所述基底提供支撑。所述基底可以固定设置于所述支撑平台10。所述基底与所述支撑平台10的固定方式不限，可以通过各种方式固定。所述二维材料层110设置在所述基底的表面。所述在本实施例中，所述基底可以为硅基底或者碳化硅基底等。通过所述支撑平台10将所述二维材料层110设置于所述光源装置30的中心位置处。通过所述控制装置20控制激光照射强度及时间，从而能够控制激光对所述二维材料层110的辐射量，进而直接对所述二维材料层110的载流子进行调控。这样能够避免在所述二维材料层110表面蒸镀或者沉积绝缘层111而对二维材料层110性能的损坏，而且本申请不需要增加测试线路和设备，测试简单、装置成本相对较低。在一个实施例中，所述光源装置30包括三维移动光学支架31和发光器件32，所述发光器件32固定于所述三维移动光学支架31。在本实施例中，所述发光器件32固定于所述三维移动光学支架31，可以通过所述三维移动光学支架31来调整所述发光器件32与所述二维材料层110间的距离。所述发光器件32可以为激光器或者发光二极管。当所述二维材料层110距离所述发光器件32较近时，激光的光照面积以及激光功率相对较大，这样能够在相对较短的时间对所述二维材料层110的载流子进行调控。当所述二维材料层110距离所述发光器件32较远时，激光的光照面积以及激光功率相对较小，这样需要相对较长的时间对所述二维材料层110的载流子进行调控。在一个实施例中，所述发光器件32发出的光的中心波长低于250nm。所述发光器件32发出的光的中心波长低于250nm。低于250nm波长的所述紫外光，在对所述光学调制层112进行照射时，能够促使所述光学调制层112发生载流子迁移至所述二维材料层110，从而能够实现对所述二维材料层110载流子的调控。在一个实施例中，所述发光器件32为发光二极管。在本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二维材料电学性能调控系统(100)，包括：/n支撑平台(10)，用于放置表面覆盖有二维材料层(110)的基底，所述基底表面还覆盖有与所述二维材料层层叠设置的绝缘层(111)和光学调制层(112)，所述绝缘层(111)设于所述二维材料层(110)和所述光学调制层(112)之间；/n控制装置(20)；/n光源装置(30)，与所述控制装置(20)电连接，所述控制装置(20)用于控制所述光源装置(30)发光，以照射所述光学调制层(112)，从而实现对所述二维材料层(110)中载流子的调控。/n

【技术特征摘要】
1.一种二维材料电学性能调控系统(100)，包括：
支撑平台(10)，用于放置表面覆盖有二维材料层(110)的基底，所述基底表面还覆盖有与所述二维材料层层叠设置的绝缘层(111)和光学调制层(112)，所述绝缘层(111)设于所述二维材料层(110)和所述光学调制层(112)之间；
控制装置(20)；
光源装置(30)，与所述控制装置(20)电连接，所述控制装置(20)用于控制所述光源装置(30)发光，以照射所述光学调制层(112)，从而实现对所述二维材料层(110)中载流子的调控。


2.如权利要求1所述的二维材料电学性能调控系统，其特征在于，所述光源装置(30)包括：
三维移动光学支架(31)；
发光器件(32)，所述发光器件(32)固定于所述三维移动光学支架(31)。


3.如权利要求2所述的二维材料电学性能调控系统，其特征在于，所述发光器件(32)发出的光的中心波长低于250nm。


4.如权利要求2所述的二维材料电学性能调控系统，其特征在于，所述发光器件(32)为发光二极管。


5.如权利要求1所述的二维材料电学性能调控系统，其特征在于，还包括电源装置(40)，所述电源装置(40)与所述控制装置(20)和所述光源装置(30)电连接。


6.一种二维材料电学性能调控系统的调控方法，包括：
S100，提供一基底，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪深，钟青，李劲劲，钟源，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11